Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
242
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
121.36 Кб
Скачать

Пособие-репетитор по химии занятие 25

10-й класс (первый год обучения)

Хром и его соединения

П л а н

1. Положение в таблице Д.И.Менделеева, строение атома.

2. Происхождение названия.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Нахождение в природе.

6. Основные методы получения.

7. Важнейшие соединения хрома:

а) оксид и гидроксид хрома(II);

б) оксид и гидроксид хрома(III), их амфотерные свойства;

в) оксид хрома(VI), хромовая и дихромовая кислота, хроматы и дихроматы.

9. Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома.

Хром расположен в побочной подгруппе VI группы таблицы Д.И.Менделеева. При составлении электронной формулы хрома необходимо вспомнить, что в связи с большей устойчивостью конфигурации 3d5 у атома хрома наблюдается проскок электрона и электронная формула имеет вид: 1s22s2p63s2p64s13d5. В соединениях хром может проявлять степени окисления +2, +3 и +6 (степень окисления +3 является наиболее устойчивой):

Хром получил свое название от греческого слова chroma (цвет, краска) из-за яркой разнообразной окраски его соединений.

Хром – белый блестящий металл, очень твердый, хрупкий, тугоплавкий. Устойчив к коррозии. На воздухе покрывается оксидной пленкой, из-за чего поверхность становится матовой.

Х и м и ч е с к и е  с в о й с т в а

При обычных условиях хром – неактивный металл и реагирует только со фтором. Но при нагревании оксидная пленка хрома разрушается, и хром реагирует со многими простыми и сложными веществами (аналогично Al).

Н2 (–).

О2 (+):

4Cr + 3O22Cr2O3.

Металлы (–).

Неметаллы (+):

2Cr + 3Cl22CrCl3,

2Cr + 3F2 = 2CrF3,

2Cr + 3SCr2S3,

2Cr + N22CrN.

Н2О (+/–):*

2Cr + 3H2O (пар)Cr2O3 + 3H2.

Основные оксиды (–).

Кислотные оксиды (–).

Основания (+/–):

2Cr + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Cr(OH)6] + 3H2.

Кислоты-неокислители (+).

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2.

Кислоты-окислители (–). Пассивация.

Соли (+/–):

2Cr + 3CuSO4 = Cr2(SO4)3 + 3Cu,

Cr + CaCl2  нет реакции.

В п р и р о д е элемент хром представлен четырьмя изотопами с массовыми числами 50, 52, 53 и 54. В природе хром встречается только в виде соединений, важнейшими из которых являются хромистый железняк, или хромит (FeOжCr2O3) и свинцовая красная руда (PbCrO4).

Металлический хром получают: 1) из его оксида с помощью алюмотермии:

Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3,

2) электролизом водных растворов или расплавов его солей:

Из хромистого железняка в промышленности получают сплав железа с хромом – феррохром, широко используемый в металлургии:

FeO•Cr2O3 + 4CFe + 2Cr + 4CO.

 

В а ж н е й ш и е  с о е д и н е н и я  х р о м а

Хром образует три оксида и соответствующих им гидроксида, характер которых закономерно изменяется с увеличением степени окисления хрома:

Оксид хрома(II) (CrO) – твердое, не растворимое при обычных условиях в воде вещество ярко-красного или коричнево-красного цвета, типичный основной оксид. Оксид хрома(II) легко окисляется на воздухе при нагревании, восстанавливается до чистого хрома.

CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O,

4CrO + O22Сr2O3,

CrO + H2Сr + H2O.

Получают оксид хрома(II) прямым окислением хрома:

2Cr + O22СrO.

Гидроксид хрома(II) (Cr(OH)2) – нерастворимое в воде вещество желтого цвета, слабый электролит, проявляет основные свойства, хорошо растворяется в концентрированных кислотах; легко окисляется в присутствии влаги кислородом воздуха; при прокаливании на воздухе разлагается с образованием оксида хрома(III):

Cr(OH)2 + 2HCl = CrCl2 + 2H2O,

4Cr(OH)2 + O+ 2H2O = 4Cr(OH)3,

4Cr(OH)2 + O22Сr2O3 + 4H2O.

Получают гидроксид хрома(II) реакцией обмена между солью хрома(II) и раствором щелочи в отсутствие кислорода:

CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl.

Оксид хрома(III) (Cr2O3) проявляет амфотерные свойства. Это тугоплавкий (по твердости сравним с корундом) порошок зеленого цвета, не растворяется в воде. Канцероген! Получают его при разложении дихромата аммония, гидроксида хрома(III), восстановлением дихромата калия или прямым окислением хрома:

(NH4)2Cr2O7N2 + Cr2O3 + 4H2O,

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O,

2K2Cr2O7 + 3С2Cr2O3 + 2K2CO3 + СO2,

4Cr + 3O22Cr2O3.

При обычных условиях оксид хрома(III) плохо растворяется в кислотах и щелочах; амфотерные свойства он проявляет при сплавлении со щелочами или с карбонатами щелочных металлов (образуя хромиты); при высоких температурах оксид хрома(III) можно восстановить до чистого металла:

Cr2O3 + 2KOH  2KCrO2 + H2O,

Cr2O3 + Na2CO 2NaCrO2 + CO2,

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O,

2Cr2O3 + 3С4Cr + 3СO2.

Гидроксид хрома(III) (Cr(OH)3) осаждается при действии щелочей на соли трехвалентного хрома (серо-зеленый осадок):

CrCl3 + 3NaOH (недостаток) = Сr(OH)3 + 3NaCl.

Он проявляет амфотерные свойства, растворяясь как в кислотах, так и в избытке щелочей; термически неустойчив:

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O,

Cr(OH)3 + 3KOH = K3[Cr(OH)6],

Cr(OH)3 + KOH  KCrO2 + 2H2O,

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O.

Оксид хрома(VI) (CrO3) – кристаллическое вещество темно-красного цвета, ядовит, проявляет кислотные свойства. Хорошо растворим в воде, при растворении этого оксида в воде образуются хромовые кислоты; как кислотный оксид CrO3 взаимодействует с основными оксидами и со щелочами; термически неустойчив; является сильнейшим окислителем:

CrO3 + H2O = 

2CrO3 + H2O = 

CrO3 + K2OK2CrO4,

CrO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O,

4CrO32Cr2O3 + 3O2,

Получают этот оксид взаимодействием сухих хроматов и дихроматов с концентрированной серной кислотой:

K2Cr2O7 + H2SO(конц.)2CrO3 + K2SO+ H2O,

K2CrO4 + H2SO(конц.)CrO3 + K2SO+ H2O.

Хромовая и дихромовая кислоты существуют только в водных растворах, но образуют устойчивые соли –хроматы и дихроматы. Хроматы и их растворы имеют желтую окраску, а дихроматы – оранжевую. Хромат-ионы и дихромат-ионы легко переходят друг в друга при изменении среды раствора. В кислой среде хроматы переходят в дихроматы, раствор приобретает оранжевую окраску; в щелочной средедихроматы переходят в хроматы, раствор становится желтым:

2K2CrO4 + H2SO4 )K2Cr2O+ K2SO+ H2O,

K2Cr2O7 + 2KOH )2K2CrO+ H2O.

Ион  устойчив в щелочной среде, а  – в кислой.

О к и с л и т е л ь н о–в о с с т а н о в и т е л ь н ы е  с в о й с т в а  с о е д и н е н и й   х р о м а

Из всех соединений хрома наиболее устойчивыми являются соединения со степенью окисления хрома +3. Соединения хрома со степенью окисления +2 являются сильными восстановителями и легко окисляются до +3:

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH)3,

4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O.

Соединения, содержащие хром в степени окисления +6, являются сильными окислителями, хром при этом восстанавливается от +6 до +3:

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO= 3S + Cr2(SO4)+ K2SO4 + 7H2O.

Для обнаружения спирта в выдыхаемом воздухе используется реакция, основанная на окислительной способности оксида хрома(VI):

4CrO3 + 3С2H5OH  2Cr2O3 + 3CH3COOH + 3H2O.

Раствор дихромата калия в концентрированной серной кислоте называют хромовой смесью и используют для очистки химической посуды.

Соседние файлы в папке Пособие-репетитор по химии